package arithmetic

import (
	"fmt"
	"os"
)

// 广度优先遍历 -- 使用队列
// 通过广度优先遍历实现走迷宫的问题， 同时可以实现最短路径问题

// 迷宫以读文件的方式构建
var mazeFile = "/Users/zhu/go/src/test/arithmetic/maze.txt"

// 抽象迷宫点位
type point struct {
	i, j int
}

// 运算符重载，计算两个点相加之后的点位
func (p point) add(r point) point {
	return point{
		i: p.i + r.i,
		j: p.j + r.j,
	}
}

// 返回当前点在数组中的值
func (p point) at(grid [][]int) (int, bool) {
	// 点位不能越界
	if p.i < 0 || p.i >= len(grid) {
		return 0, false
	}
	if p.j < 0 || p.j >= len(grid[p.i]) {
		return 0, false
	}

	return grid[p.i][p.j], true
}

func BreadthTraversal() {
	maze := ReadMazeFile(mazeFile)
	PrintMaze(maze, "read mazeFile: ")
	start := point{0, 0}
	end := point{len(maze) - 1, len(maze[0]) - 1}
	steps := Walk(maze, start, end)
	PrintMaze(steps, "walk step: ")
}

// 用于表示方向，相对于当前点的坐标
var directions = [4]point{
	{-1, 0},
	{0, -1},
	{1, 0},
	{0, 1},
}

// 走迷宫
func Walk(maze [][]int, start, end point) [][]int {
	// steps 用于记录走迷宫的过程
	// 初始化steps
	steps := make([][]int, len(maze))
	for i := range steps {
		steps[i] = make([]int, len(maze[i]))
	}

	// 创建队列，并将起点入队，队列中每个元素都是点
	Q := []point{start}

	// 队列不空时说明迷宫还没走完
	for len(Q) > 0 {
		cur := Q[0]
		Q = Q[1:] // 队首元素出队

		// 到达终点，即使队列有元素也应该停止
		if cur == end {
			break
		}

		// 分别向四个方向走
		for _, dir := range directions {
			// 满足条件则入队，否则跳过
			next := cur.add(dir) // next表示当前点往上下左右任意一点移动

			val, ok := next.at(maze)
			if !ok || val == 1 { // 说明是墙
				continue
			}

			val, ok = next.at(steps)
			if !ok || val != 0 { // 说明已经访问过
				continue
			}

			if next == start {
				continue
			}

			curSteps, _ := cur.at(steps)
			steps[next.i][next.j] = curSteps + 1
			Q = append(Q, next)
		}
	}
	return steps
}

// 从文件中读取迷宫
func ReadMazeFile(fileName string) [][]int {
	file, err := os.Open(fileName) // 使用os.Open打开文件
	defer file.Close()
	if err != nil {
		panic(err)
	}

	// 迷宫文件第一行为行列大小
	var row, col int
	fmt.Fscanf(file, "%d %d", &row, &col)

	maze := make([][]int, row)

	for i := range maze {
		maze[i] = make([]int, col)
		for j := range maze[i] {
			fmt.Fscanf(file, "%d", &maze[i][j])
		}
	}
	return maze
}

func PrintMaze(maze [][]int, str string) {
	fmt.Println(str)
	for i := range maze {
		for j := range maze[i] {
			fmt.Printf("%3d", maze[i][j]) // 3d表示每个字符占3位
		}
		fmt.Println()
	}
	fmt.Println()
}
